[发明专利]一种防钛火涂层

说明书

本发明公开了一种防钛火涂层，选用连续薄带状Ti‑37.5Zr‑15Cu‑10Ni基非晶态合金作为钎料，硬质耐磨颗粒选用立方氮化硼CBN颗粒，在叶片尖预先置放薄带状钎料，使钎料包裹住需要涂覆防钛火涂层的叶片尖部，利用有机粘接剂与镀Ni的立方氮化硼CBN颗粒进行混合，然后均匀涂覆在钎料上；在真空环境中，利用中频感应线圈局部加热转子叶尖，使加热温度保持在840‑850℃一定时间，使钎料能完全熔化，待钎料在高真空环境下自然冷却后，形成防钛火涂层。本发明的防钛火涂层具有高硬度、高耐磨性、高抗冲击性、高抗温氧化性、高阻燃性，以及高结合强度，同时又不会影响基体自身的性能，保证了基体抗疲劳性能。

技术领域

本发明属于防钛火涂层技术领域，具体涉及一种防钛火涂层。

背景技术

钛合金具有强度高、密度小和高熔点等优点，因此广泛应用于航空燃气涡轮发动机的压气机机匣、转子盘、转子叶片等部件，以减轻发动机的重量，提高推重比。但普通钛合金在一定的温度、压力和气流速度下会发生燃烧，并且燃烧会迅速发生蔓延，损害发动机部件，从而制约了钛合金在飞机发动机上的应用。

为进一步提升发动机效率，对燃烧室内机匣的密封性能提出了更高的要求。钛合金转子叶片在高温下高速旋转，由于热膨胀或自身质量产生的离心力使叶片伸长，当接触到机匣内壁的时候有发生钛火的危险。防钛火涂层有望解决上述问题，工作时涂层内硬质颗粒上大量的微切削刃刮削机匣内壁软质涂层，形成犁沟状沟痕，即起到很好的密封作用，又能避免钛火的发生。

但是现有的防钛火涂层普遍存在着抗冲击性能差、或与基体结合弱，或显著降低基体疲劳性能等缺点，不能满足当前的需求，因此需要发展具有更高性能的涂层材料及制备技术。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于CBN颗粒的防钛火涂层。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种防钛火涂层，由钎料和镀Ni的立方氮化硼(CBN)颗粒组成，所述钎料选用连续薄带状Ti-37.5Zr-15Cu-10Ni基非晶态合金，CBN颗粒与钎料的质量比为8:2至7:3；所述防钛火涂层涂覆在钛合金叶片尖部，钎料与钛合金叶片尖部表面结合，镀Ni的立方氮化硼(CBN)颗粒均匀固结在钎料中。

在上述技术方案中，立方氮化硼CBN粉末含Ni wt.30％。

在上述技术方案中，钎料选用厚度为50μm的连续薄带状Ti-37.5Zr-15Cu-10Ni基非晶态合金。

在上述技术方案中，CBN颗粒与钎料的质量比优选为8:2。

所述的防钛火涂层的制备步骤如下：

1、对叶片尖端进行真空喷砂处理以去除其表面的氧化膜；

2、在叶片尖预先置放薄带状钎料，使钎料包裹住需要涂覆防钛火涂层的叶片尖部，利用有机粘接剂与镀Ni的立方氮化硼CBN颗粒进行混合，然后均匀涂覆在钎料上；

3、在大于或等于8×10^-4Pa的高真空环境中，利用中频感应线圈局部加热转子叶尖，使加热温度保持在840-850℃一定时间，使钎料能完全熔化，钎料熔化后，与钛合金基体结合，同时CBN颗粒在表面吸附作用下，沉浸在钎料中，待钎料在高真空环境下自然冷却后，形成防钛火涂层。

本发明的优点和有益效果为：

1、立方氮化硼(CBN)是集许多优异性能于一身的多功能材料，其综合性能甚至超过金刚石，其具有高硬度、高热稳定性和高化学惰性。CBN颗粒成不规则的棱角形，表面有许多锐利的锋刃，可作为硬质耐磨相。本发明制备防钛火涂层的采用不同粒度的CBN颗粒与金属粘结相一起制备防钛火涂层，其中大颗粒起主要磨削作用，而小颗粒则用以强化涂层、提高硬度和抗冲击性，从而保证了防钛火涂层的高硬度、高耐磨性、高抗冲击性、高抗温氧化性和高阻燃性等。